[发明专利]一种空气炮弹载加速度数据采集系统及采集方法

说明书

本发明属于弹载数据记录领域，具体涉及一种空气炮弹载加速度数据采集系统及采集方法。系统包括：采集与存储模块：用于采集弹上加速度传感器的加速度数据，将采集的加速度数据转换为数字信号，并将转换得到的数字信号进行存储；触发模块：用于控制采集与存储模块进行数据存储；控制模块：用于数据传输，采集与存储模块的时序控制；通信模块：用于烧写程序和串口通信；电源模块：用于将外部电源输入进行降压稳压操作，为采集系统的其他各模块提供所需的工作电压。本发明在采集与存储模块利用异步fifo高速存储器作为存储芯片，满足了模数转换器对储存速率的要求，实验结束后可对数据进行读取的效果，极大方便了数据的读取。

技术领域

本发明属于弹载数据记录领域，具体涉及一种空气炮弹载加速度数据采集系统及采集方法。

背景技术

空气炮是考核火工品抗过载性能最常见的实验装置。在传统空气炮中，是利用铜柱压缩法来确定过载加速峰值的大小。这种方法实验误差大，并且无法得到过子弹着靶过程中过载加速度的谱图。因此，利用空气炮进行火工品抗高过载性能测试时，对子弹着靶过程中加速度数据的采集显得尤为重要。

子弹着靶过程加速度信号的动态测试方法有多种，其主要有两种方法，一种是引线法，另一种是弹载存储测试法。引线法是将加速度传感器连接到信号调理仪器和数据采集系统，这种测试方法存在信号线易断、仪器笨重、准备时间较长等问题。存储测试技术可以解决上述问题。

针对弹载存储测试方法，周瑞卿在《火炮发射高过载信号存储测试系统设计》是采用stm32内置模数转换器，其采样速率为10KHz，不能满足子弹着靶过程对采样速率的要求。中国科学院上海技术物理研究所申请公开的《一种弹载平台数据采集存储系统与方法》专利是采用乒乓缓存技术，这种缓存方法操作复杂，并且至少需要两块存储芯片才能完成操作。范君健在《基于FPGA的高精度弹载压力数据采集系统》是以FPGA为控制核心，FPGA的设计复杂并且加工价格昂贵。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种空气炮弹载加速度数据采集系统及采集方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种空气炮弹载加速度数据采集系统，所述系统包括：

采集与存储模块：用于采集弹上加速度传感器的加速度数据，将采集的加速度数据转换为数字信号，并将转换得到的数字信号进行存储；

触发模块：用于控制采集与存储模块进行数据存储；

控制模块：用于数据传输，采集与存储模块的时序控制；

通信模块：用于烧写程序和串口通信；

电源模块：用于将外部电源输入进行降压稳压操作，为采集系统的其他各模块提供所需的工作电压。

进一步的，所述采集与存储模块包括模数转换器和fifo高速存储器，所述模数转换器将采集的加速度数据转换为数字信号，所述fifo高速存储器具有独立的读写时钟输入端，用于将数字信号存储。

进一步的，所述触发模块包括电压比较器、单向晶闸管和反相器；电压比较器后端连接单向晶闸管，单向晶闸管后端连接反相器，所述反相器后端与fifo高速存储器连接；

所述单向晶闸管作为半可控开关，当第一次导通以后，其门极G端口便失去控制作用，将门极G与电压比较器输出端OUT连接，当加速度传感器电压大于0.2V时，单向晶闸管导通，其输出端输出高电平；所述反相器将高电平转换为低电平。

进一步的，所述控制模块包括控制芯片，所述fifo高速存储器后端与控制芯片连接，控制芯片后端连接通信模块，所述控制芯片为stm32系列。

进一步的，所述控制芯片为控制芯片STM32F103C8T6，所述电压比较器为LMH6702，所述反相器为SN74AHC1G04，所述fifo高速存储器为IDT72V285。